如果需求超过供应量,为什么发电机必须以较低的频率旋转?


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欧盟居民可能已经注意到,他们房屋中的某些时钟已经与其他时钟不同步。显然,造成这种情况的原因是,电源供应商不得不降低交流网络交流电流的频率。我知道这些时钟的跳动速度取决于交流网络的频率,到目前为止,这是有道理的。我不明白的是,据报道,电力供应商不得不降低频率的原因是巴尔干地区的一家区域供应商没有向电网提供他们应得的份额。我在以下网址阅读了瑞士电网网站上的文章: https://www.swissgrid.ch/swissgrid/en/home/experts/topics/frequency.html,其中指出:

如果电耗低于生产,则频率较高;如果消费高于生产,则频率较低。其原因如下:当消耗低时,电网的发电机更容易且更快地旋转。因此,它们以更高的频率旋转。相反,当消耗较大时,发电机更费力地旋转并且以较低的频率旋转。

因此,如果需求大于供应,则发电机必须以较慢的速度旋转。为什么?我的意思是,我什至不了解如果需求大于供应,电网将如何保持运转。通常,如果需求大于供应,则部分需求无法满足。我可能会误解整个电网如何应对这种情况。我尤其不理解电网上的电源不足与发电机的机械速度之间的联系。我基本上对电网一无所知,因此也无济于事。


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因为它们上的额外负载使它们减速,就像上坡骑自行车一样。
布赖恩·德拉蒙德

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某人与他们的hackernews保持同步
Makoto

Answers:


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因此,如果需求大于供应,则发电机必须以较慢的速度旋转。为什么?

那不是真的。功率转矩X速度。为了增加功率,没有必要增加速度。扭矩可以增加。通过增加油门设置来增加扭矩。所有的发电系统都有某种节流机制。但是,节气门的操作不是瞬时的。当负载(需求)增加时,这会导致速度的短暂降低。随着连接到电网的各种发电机的速度变慢,它们的油门会自动调节以纠正速度下降。电网通常具有足够的备用容量来应对增长的需求。如果没有足够的储备,电压和频率下降可能会持续更长的时间。

当需求下降时,发电机将在短时间内比正常情况下运行得更快。这将倾向于校正时钟,从而在24小时内几乎没有或没有净错误。但是,如果电网容量不足,则会导致电压和频率降低的延长时间。


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因此,如果需求大于供应,则发电机必须以较慢的速度旋转。为什么?

发电机的机械功率是转矩x旋转速度,因此,如果输出功率过高,则可以通过降低旋转速度来降低输出功率。


我的意思是,在这种情况下产量不是因为需求超过供应而过低吗?
Nzall

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需求不能超过供应。如果负载太大,则必须采取一些措施并避免严重的机械或电气故障,通过降低速度(这也会降低扭矩)来解决提供过多机械扭矩的问题。
安迪(aka Andy)'18

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@Andyaka“需求”可以大于供应。“实际消费”必须等于供给。如果需求大于供应,那么每个人都会得到比需求少的东西。
asdfex

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但是发电机的电能是电压x电流。电压反过来与转速成正比,但还有其他方法可以影响电压(发电机励磁绕组电流,变压器抽头)。为什么电网不仅仅降低电压(与频率无关),以使频率偏差最小化?
jms

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@jms是的,这当然是正确的,但是如果降低频率并且您的大部分负载(大功率因数和设备)是三相感应电动机,则降低F会降低这些电枢的速度,并且会降低机械输出功率。这是一种平衡行为-会有很多负载具有控制回路,这些回路可以校正频率或电压的降低以维持输出功率,但大多数(大于50%?)不会,并且速度的小幅降低将不重要。
安迪(aka Andy)'18

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如果需求超过供应,则萌芽者放慢脚步,最终在几分钟内停顿下来。尚未发生这种情况,因为已经制定了应急程序来防止发生这种情况。

通常,每个发电厂运营商都会准确地生产其客户订购的电量。在这种情况下,需求等于供应,并且电网以标称50Hz运行。

如果某人消耗的功率超出其订购的功率,则会开始一个循环:

  1. 需求超过供应,因此发电机开始减速。
  2. 一旦发电机的频率降低到49.95Hz或更低,紧急程序就会启动。所有电厂都发出警笛声,人们大声喊叫,并且将更多的煤铲入烤箱以保护电网。
  3. 应急电源供应的增加与需求相匹配。发电机在几分钟内加速回到50Hz。
  4. 一旦频率恢复,应急程序将停止,电厂将恢复正常运行。
  5. 冲洗并重复。

在一个周期内,电网在50Hz和正常功率以及49.95Hz和紧急功率之间振荡。平均功率始终等于需求,平均频率将略低于50Hz。实际平均由发生器的动量完成。


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电网频率会根据需求略有波动,因此在任何时候,该频率都将在容差范围内。

将累积差异与标准时钟进行比较,并通过调整为补偿电子时钟(同步)而产生的功率来进行校正。

因此,除总功率中断外,表盘上不应有任何预告片时间损益。


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需要解决的问题是:“电气供应商为什么要允许其客户的消费超过其生产能力?”

通常,当电力公司自身的某些发电能力离线时,电力公司会与其他(附近)电力公司进行讨价还价,以购买其多余的电力。(由于故障或维护)

我建议为您的生活空间购买一两个电池供电的时钟,或者以手机的时间为标准。(由GPS卫星的信号塔设置)

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